John Harrison

Während die geografische Breite durch Messung von Vertikalwinkeln relativ einfach zu bestimmen ist (siehe Navigation Astrogeodäsie ) ist es mit der Länge viel schwieriger. Sie hängt mit der Erdrotation zusammen und erfordert daher eine genaue Zeitmessung – die bis 1700 selbst auf Boden nur auf etwa 1 Minute pro gelang. Dadurch wächst der Positionsfehler täglich um mehrere km oder bei Atlantikfahrten auf 100 km und mehr.

Die Alternativen waren zwei andere eher Methoden: mit Monddistanzen oder mit Hilfe des Erdmagnetfelds . Das " Längenproblem " war für die Seefahrt so gravierend dass für dessen Lösung Spaniens König 1600 einen Preis aussetzte und Englands Parlament 1714 einen weiteren in Höhe von 20.000

Während sich Astronomen und erfahrene Kapitäne lange mit der Monddistanzenmethode abmühten und Länge durch Winkelmessung zwischen Mond und Sternen bestimmten versuchten die Uhrmacher die Genauigkeit der Uhren zu verbessern. von ihnen war der Engländer John Harrison zunächst Tischler wie sein Vater. 1713 baute er seine erste Pendeluhr mit Holzräderwerk. Später verbesserte er mit Bruder James seine Uhren durch Kompensation der Temperaturabhängigkeit : Die Stäbe des Pendels bestanden aus Metallen ( Stahl und Messing ) die eine unterschiedliche Wärmeausdehnung besitzen.

Besseren nahezu reibungsfreien Lauf seiner Standuhren Harrison mit der Grasshopper- Hemmung . Sternbeobachtungen im Meridian bewiesen eine mehr als zehnfache Verbesserung.

Uhren als Wegweiser

John Harrison wollte den Längengrad-Preis gewinnen konstruierte nun Uhren für Schiffe : 1735 wurde seine H1 fertig (zusammen mit H2 bis H5 im Royal Observatory in Greenwich ausgestellt). Gegen Temperaturschwankungen half sein Bimetallpendel gegen Fehler durch stockendes Öl seine Gegen das Schlingern verband er zwei identische durch eine Feder. Die Probefahrt mit der nach Lissabon soll hin und zurück nur einige Abweichung pro Tag gezeigt haben – was der Preiskommission plötzlich nicht genügte . Harrison war ihr als Nicht-Wissenschaftler etwas suspekt.

Harrison baute eine verbesserte H2 ( 1737 ) eine H3 mit Kugellager und schließlich 1759 nach Anregungen eines Kollegen sein Meisterwerk H4 die mit 15 cm und 1½ viel kleiner und leichter als die H1 H3 war. Nach langen Kämpfen viel Frust mancher Intervention einflussreicher Gönner erhielt Harrison später einen Teil des Preises . Wesentlich für den Erfolg der H4 Diamanten im Innern die für einen reibungsfreien sorgten. Das Prinzip wird noch heute in Chronometern angewandt.

Auf einer Fahrt nach Jamaika lief diese sensationell kleine Uhr in Monaten nur 5 Sekunden falsch – was halbem Weg einigen km Positionsfehler gleichkäme.

Während Harrison um sein Preisgeld kämpfte Navigatoren weiterhin an den Monddistanzen. Nach Änderung Preisregeln 1765 erhielt er 10.000 Pfund musste aber Baupläne und alle Uhren dem Königlichen Astronomen um einen Nachbau zu ermöglichen. H4 kam Londoner Uhrmacher Larcum Kendall. Dessen Kopie K1 ging schließlich mit Kapitän James Cook 1772 und der HMS Resolution auf dessen zweite Weltreise. Im Logbuch nennt sie Cook nie versagender Führer .

Gelöstes Längenproblem und Forschung

Damit war das Längengrad-Problem endgültig gelöst: Uhr nahm die Uhrzeit des Ausgangshafens mit auf Reise – und die Differenz zur Lokalzeit astronomisch bestimmt.

John Harrison erhielt 1773 nach einem Appell an König Charles mit 80 Jahren weitere 8750 Pfund. Andere entwickelten bessere Methoden der Herstellung denn K1 Kopie von H4) hatte 500 Pfund gekostet. waren 30 Prozent vom Wert eines damaligen Die Uhrmacher John Arnold und Thomas Earnshaw eine gewisse Massenproduktion so dass solche Schiffsuhren 1780-90 auf 70 Pfund kamen. Sie wurden für die Englische Ostindien-Kompanie in großen Stückzahlen benötigt.

Die Monddistanzen wurden in der Folge wegen der nun genaueren Ortung und Navigation – zu einer Methode um durch Theorien der Mondbahn andere Forschungen voranzubringen: die Himmelsmechanik und die Astrometrie . Auch die magnetische Methode der Längenbestimmung kehrte sich um: Deklination (Nadelabweichung von geografisch Nord ) wurde zu einer wichtigen Größe zur des Magnetfeldes der Erde und später für die Geophysik .

Weblinks

• http://www.physikfuerkids.de/historie/zeit/zeit14.html (Zeit & Länge populär)
• http://www.nzz.ch/2003/04/01/um/page-article8QX6W.html (Harrisons Uhren)

Bücher zum Thema John Harrison

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